环境化学-2.3-大气污染的防治对策.pptx

1、2.3大气污染防治对策主要有两类。有机物，主要是HC无机物，主要可以通过NOx，SOx有机物燃烧：HC O2CO2 H2O燃烧方法主要有两种。催化燃烧法直接燃烧法辅助燃料燃烧提供有机废气的热量，使可燃有害物达到火灾温度，迅速氧化(燃烧)成无害的H2O和CO2，称为热(直接)燃烧法。一、工业废气热燃烧方法，1 .燃烧过程包括：混合阶段；刘涛阶段；燃烧阶段；火焰后反应阶段。2.点火温度和爆炸浓度限制(1)点火温度可燃物的点火温度(见表2-12)，(a)燃烧原理和相关概念，(2)爆炸浓度限制爆炸浓度限制：可燃物的燃烧限制范围。有两个值：下限和上限，总是以爆炸下限的百分比表示废气中可燃成分的浓度。%L

2、EL等于甲烷，下限5.0%(V)等于100%LEL。如果浓度为1.0%(V)，则每浓度为1.0/5.0100%LEL=20%LEL的1%LEL燃烧可以将自身温度提高到15.3。例如：燃烧1000ppm甲苯会使自身温度升高多少？1000ppm甲苯的体积比为： 1000/10 6 100%=0.1%(v)0.1/1.4 100% lel=7.14% lel可加热t=7.14 15.3=109.2(b)热燃烧法的原理，停留时间： (S) V燃烧室体积(m3) V标准废气和高温气体体积流量(Nm3/h) T燃烧室反应温度()总停留时间在0.15秒范围内，工程设计一般为0.5秒，燃烧炉工程设计一般为76

3、0秒需要了解废气源的基本情况的事实是，废弃成分中O2含量不同的杂质、废气、温度等2。为辅助燃料选择的辅助燃料主要是天然气、城市煤气、发生炉煤气。3.燃烧器的选定燃烧器一般可分为火焰燃烧器系统(3)燃烧器选择或设计时需要考虑的几个因素，在某些情况下不适用：废气缺氧、进入空气燃烧或废气的氧气低于16%；废气中含有焦油、颗粒物等。不适用于油的燃烧。工序流程通常有两种类型：不回收热的工序具有热回收装置的流程1。不回收热量的过程特性：简单，节省设备投资，操作方便，但耗油量大。2.具有热回收装置的工序内部利用，(4)工艺工序的选择，例如处理1000米3的废气时，温度为20。如果燃烧后的气体为800以上，潜

4、在利用的能量为10001.205(80020)0.258=2424494 kcal的55%，则1000Nm3废气温度可以预热如下：可以节省55%的辅助燃料，即t=(24244940.55)/(10001 . 2050 . 258)20=449。可可也作为低温热源输出到外部。大多数锅炉或加热炉的燃烧室温度可以超过1000，停留时间为0.53S，适合废气的燃烧净化。优点：无需大规模设备投资，无需额外运营成本；锅炉起到提供蒸汽和净化废气的双重作用，一举两得。废气的热值大的话，还可以节省锅炉燃料。(5)利用锅炉燃烧室进行热燃烧的缺点：废气太多，锅炉消耗的燃料增加，压降增加；为了净化废气，无论蒸汽如何使

5、用，锅炉总是连续燃烧；废气增加了腐蚀、可能污染锅炉的燃烧器、管的裴珉姬维修费用；一般使用几台锅炉，其中一台是备用的。O3消费过程是什么？反应式表示。Hcfc的破坏O3层的原理是什么？请用反应式表达。工业废气净化方法和技术主要由几类组成？燃烧过程包括什么？了解爆炸限制的含义，如果可燃物的浓度下降到其他范围，会发生什么情况？热燃烧的“3 t条件”是什么？燃烧器一般可以分为两类吗？每个都有什么特性？测试问题(5)，(a)工业排放有机废气的催化净化1。催化净化方法概述催化净化方法是在催化作用下将有害有机物和CO、NOx等在低反应温度下转化为无害的CO2、H2O、N2的方法。RH O2 CO2 H2O

6、rn H2 CO2 N2 H2O NOx N2 co O2 CO2反应温度低，通常在200400中能耗相对低。二、催化净化、催化净化工艺，主要应用于以下行业：喷漆行业，包括漆包线生产行业，主要是三苯基废气和苯酚处理；乙烯、异丙基苯氧化、苯酐生产产业；三酯生产：甲苯、二甲苯、苯和苯酚；印刷、鞋、制革、制药、食品加工行业；合成橡胶生产；汽车排气处理。国内催化剂开发：Pd/Al2O3蜂窝催化剂ZNP系列、BMZ系列、RS系列、TFJF系列和HPA系列有机废气燃烧催化剂。NZP系列、TFJF系列和HPA系列主要用于碳氢化合物和氧衍生物有机废气的净化处理。BMZ系列主要用于含氮有机废气。RNH2 CO2

7、 N2 H2O的氮控制能力超过90%。RS系列主要用于含硫有机废气：RSH CO2 H2O SOx，2 .催化净化特性与反应温度低、能耗低的热燃烧方法进行比较：催化燃烧热燃烧温度200400 600900(例如每小时1000Nm3的废气处理)，废气中含有甲苯的浓度为2000ppm，废气温度20热燃烧催化剂燃烧加热：20800 20300能耗：285度电102对于催化燃烧：燃烧2000ppm甲苯，没有热损失： 2000/10 6 100%=0.2%(v)0.2/1.3 100% lel=15.40% lel系统温度升高235: 15，其缺点：不适用于灰尘颗粒、含大量水滴的废气的直接处理；不适用于

8、燃烧后能产生尘埃粒子的有机废气的处理。不适合处理含有使Cats中毒的物质的有机废气。1 .催化转化对SO2气体净化SO2的催化转化包括催化还原，s催化氧化回收：液相催化氧化气相催化氧化H2SO4，(2)工业排放的NOx和SOx的催化净化，(1)催化还原法SO2直接还原法(H2S，CO，H2，c，)在CuO/-Al2O3催化剂上温度超过530的话，有NO2 CO NO CO2 NO CO 1/2N2 CO2，对于高浓度SO2气体，催化还原的比较实用程序过程是用SO2H2S和Claus工艺制造硫磺。2H2S SO2 3/2S2 2H2O (2)液相催化氧化2SO2 O2 H2O 2H2SO4稀硫酸

9、反应石灰石和石膏，称为湿脱硫。(3)气相催化氧化法SO2 1/2 O2 SO3 H2O h2so 3催化剂为V2O5，工作温度一般控制在400600。称为干法脱硫。选择性还原郑智薰选择性催化还原法通常可以将HC可燃气体(如天然气、H2(氨释放气体)、CO、FCC干气、蒸发石脑油等)用作还原剂。与NOx的还原反应分为两个阶段。步骤1:NO2 NO 2步骤：NO N2，2。催化还原法净化NOx气体；A)氢作为还原剂的主反应：h2no 2 H2O NO H2 1/2 O2 H2O H2O NO H2O 1/2 N2副作用：NO 5/2 H2 NH3 H2O NO2 5/2 H2 NH3 2 2 H2

10、O，B一般使用NH3作为还原剂8NH3 6NO27N2 12H2O 4NH3 6NO5N2 6H2O副作用：6 NH 3 8 no 27 N2 o 9h2 o 2h3 8 no 5 N2 o 3h2 o 4nh 3 3h2 o 4nh 3 3o 22n 2 6h2 o 4nh 3 4 o 22 N2 o 6h2 o工艺：与选择性催化还原法相比，具有以下特征：a)与氧气没有反应，因此避免还原剂的不必要消耗，大大减少反应热。b)催化剂选择的馀地主要是除了Pt、Pd等贵金属催化剂外，还可以使用Fe、Mn、Cu、Cr等金属氧化物催化剂。8209和75-014铜铬催化剂。c)还原剂NH3比较容易接近，启

11、动温度低，一般为220左右。两个过程：不回收列的过程；回收热量的过程。废气浓度：210g/m3，催化剂床温度上升控制在5050。有机废气的催化燃烧处理主要由预处理、预热室、催化反应和热回收系统进行；(c)对于工业有机废气的催化净化和除臭工艺，目前开发了几种新的工艺，以降低低浓度废气的能耗。(1)旋转吸附富集工艺更适合于空气量连续排放的废气处理。特点：具有电阻损失小、安全性高、集中率大、操作简单、操作功率小的优点。旋转吸附富集装置的核心是旋转吸附床，可分为吸附古濑车站、解吸古濑车站、冷却古濑车站三部分。(2)流量转换催化工艺与现有设备相比较的优点：1)在一个固定床反应器中，化学反应与蓄热热交换相

12、结合，显着提高热能利用率；2)固定床热容量、固体比较表面积、气流和固定床可以进行间歇排放的快速热交换；3)处理低浓度废气也可以实现磁热催化燃烧；4)反应器具有适应性。5)也适用于高浓度废气。(1)根据所用催化剂性能设计反应器。物理特性：催化剂的形状颗粒性堆密度化学性是转换率(包括接触时间)最小反应温度、上限反应温度和最佳反应温度。(4)工业废气净化催化反应器的选择旨在充分发挥催化性能。催化剂布置合理，负载均匀，使催化剂床整体阻力相等。床层板降能满足系统要求，尽可能减小反应器的阻力。气体在催化剂床内均匀分布，可以启动整个催化剂。材料在进入催化剂床前混合得很好。提供可靠的催化剂激活条件和再生条件。

13、在正常运行条件下，对催化剂的逐步停用，必须考虑设计上的补偿。(2)反应堆的结构型反应器可分为固定床、流化床固定彼得：优点：催化剂不容易磨损，可长期使用。缺点：床温度分布不均匀(有温度梯度)。固定床催化反应器类型通常为：1)单层绝热反应器2)多段绝热反应器3)管反应器，(3)气体分布器是最常见的同心喇叭组，气体分布程度取决于钟角的程度。喇叭的长度；光斑光环的数量。(4)电气材料工厂包装干燥炉废气(二甲苯)810g/Nm3，排气温度120，催化燃烧净化，气体排放量500m3/h，粒子NZP-1催化剂使用，主要参数：燃烧温度250，最佳使用温度400问：催化剂有多少公斤？反应堆床剖面面积？不回收热时，启动时预热功耗是多少？计算：S.V=1/=V气体/(V催化剂)V气体=500(273 400)/(273 120)=856m3/h V催化剂=(0.33600)有什么特征吗？郑智薰选择性催化还原法和选择性催化还原法有什么区别？NOx的郑智薰选择性催化还原主要包括哪些两步反应？低浓度有机废气常用的两种净化工艺是什么？必须理解催化反应器设计中的一些工艺参数计算。测试问题(6)，(a)吸附净化法实现了特定多孔固体有选择地将水分、有机溶剂中的蒸汽、恶臭和其他有害气象杂质等流体混合物的特定成分积累到磁性表面，从而净化气体的目